高三化学2-1-3总复习同步练习苏教版

同步练习2-1-3 一、选择题
1．(2011·海南)下列叙述正确的是( )
A ．“接触法”制H 2SO 4时，催化氧化阶段的反应原理为
2SO 2(g)＋O 2(g)
催化剂
△
2SO 3(g) ΔH <0
B ．海水提镁的主要步骤为
海水――→CaCO 3s
↓Mg(OH)2(s)――→盐酸 ↓MgCl 2(aq)――→电解 Mg(l)＋Cl 2(g)
C ．普通水泥的主要成分是硅酸钙
D ．黏土的主要成分是三氧化二铝
[解析]本题是对常见化工原理及工业原料的考查，突出考查学生对化工原理的掌握情况。

海水中加入的是生石灰CaO ，生石灰与水反应生成Ca(OH)2，从而使得海水中的Mg 2＋
生成Mg(OH)2沉淀，电解氯化镁溶液得不到金属镁，只有电解熔融氯化镁才能制取单质镁，故B 错；普通水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙，C 错；黏土的主要成分是二氧化硅，还有氧化镁、碳酸钙和三氧化二铝，
D 错。

[答案]A
2．城市的环境污染是当前突出的环境问题。

如图A 所示，X 河流经某工业城市Y ，其中a 处在上游，附近有丰富的黄铁矿资源；d 处在下游，附近有多个企业以硫酸为原料。

根据某月Y 市环保局监测站对X 河水质检测的结果，绘制成简图如图B 所示。

下列说法不正确的是( )
A ．造成X 河污染的主要污染源最可能分布在bc 段
B ．工业生活污水、固体废弃物等可能是造成X 河污染的污染源
C ．d 处污染程度减小，可能是某些污染物的离子间发生反应生成沉淀所致
D ．该城市建设硫酸厂时，综合考虑诸多因素选址在b 处最合理
[解析]由于bc 段污染程度是上升趋势，则bc 段是产生污染的地区，cd 段逐渐下降，说
明污染的物质之间发生化学反应，以气体或沉淀的形式析出，河水水质变为原始状态。

由于b 处是市区用水的上游，则硫酸厂应选在河水的下游。

[答案]D
3．下列有关工业生产的叙述正确的是( )
A．合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率
B．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
C．炼铁是铁矿石在高温下被氧化的过程
D．用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气中的氮氧化物，不仅可以防止有害物质的排放，还可以生产有用的NaNO2
[解析]N2＋3H22NH3，NH3液化，平衡正向移动，提高了N2、H2的转化率，但是c(NH3)降低，v(正)、v(逆)均减小；硫酸工业中接触室中发生的反应为2SO2＋O22SO3，利用该反应放出的热量来预热SO2；金属的冶炼实质是M n＋＋n e－―→M，金属被还原的过程；NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，NO、NO2完全被碱液吸收。

[答案]D
二、非选择题
4．(2009·宁夏、辽宁理综，37)请回答氯碱工业的如下问题：
(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。

理论上k＝________(要求计算表达式和结果)；
(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO2－4等杂质，必须精制后才能供电解使用。

精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)、③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是________(填序号)。

(3)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。

在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。

①图中X、Y分别是________、________(填化学式)，分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小________；
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应
正极：______________；负极：______________；
③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)________、________。

[解析]本题考查氯碱工业生产原理，除杂及电化学原理。

(1)电解食盐水的化学方程式为：
2NaCl ＋2H 2O=====电解
2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑
k ＝71∶80
(2)除杂时，加入的Na 2CO 3、盐酸、BaCl 2溶液均过量，后加试剂应能将前面引入的杂质除去，先加BaCl 2溶液，后加的Na 2CO 3溶液能把多余的BaCl 2溶液反应掉，最后加入盐酸又可以反应掉多余的Na 2CO 3溶液，所以添加试剂的合理顺序为③①②。

(3)①由装置图可知，燃料电池左边为负极，Y 为H 2，燃料电池右边为正极，Na ＋
通过离子膜进入正极区，O 2在正极得电子生成OH －，所以正极区NaOH 浓度增大，a %<b %。

[答案](1)M Cl 22M NaOH ＝7180
＝1∶1.13或0.89 (2)③①② (3)①Cl 2 H 2 a %小于b %
②12
O 2＋H 2O ＋2e －===2OH － H 2＋2OH －－2e －===2H 2O ③燃料电池可以补充电解池消耗的电能 提高产出碱液的浓度，降低能耗(基他合理答案也可以)
5．(2009·海南卷)工业上常用氨氧化法生产硝酸，其过程包括氨的催化氧化(催化剂为铂铑合金丝网)、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。

请回答下列问题：
(1)氨催化氧化的化学方程式为________________；
(2)原料气中空气必须过量，其主要原因是__________________；
(3)将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是__________________；
(4)水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应，其化学方程式为________________，为了提高水对二氧化氮的吸收率，可采取的措施为________________________________(答两项)
[解析]本题考查硝酸的工业制法及化学平衡移动原理，意在考查硝酸工业制备的原理及
化学平衡知识的应用。

(1)氨催化氧化的化学方程式为：4NH 3＋5O 2=====Pt －Rh
高温
4NO ＋6H 2O ；(2)原料
气中空气过量主要是为了提高氨的转化率和NO 的转化率，因为在反应中增大一种反应物的浓度，可提高另一反应物的转化率；(3)铂铑合金的作用是催化剂，做成薄丝网是为了增大催化剂与反应物的接触面积；(4)水吸收NO 2的反应方程式为：3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，为了提高水对二氧化氮的吸收率，可采用加压的方法，由于该吸收反应是放热反应，故还可以采用降温的方法。

Pt－Rh
[答案](1)4NH3＋5O2=====
4NO＋6H2O
高温
(2)提高氨的转化率和一氧化氮的转化率
(3)增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积
(4)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 加压、降温
6．(2011·北京理综，26)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示
(1)溶液A的溶质是________；
(2)电解饱和食盐水的离子方程式是_______________________。

(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3。

用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：____________________________________。

(4)电解所用的盐水需精制。

去除有影响的Ca2＋、Mg2＋，NH＋4，SO2－4[c(SO2－4)>c(Ca2＋)]。

精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：
①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是________。

②过程Ⅰ中将NH＋4转化为N2的离子方程式是_______________。

③BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程Ⅱ中除去的离子有________。

④经过程Ⅲ处理，要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg /L，若盐水b中NaClO的含
量是7.45mg /L ，则处理10m 3 盐水b ，至多添加10% Na 2SO 3溶液________kg(溶液体积变化忽略不计)。

[解析](1)根据电解原理以及H ＋在阴极放电可知在阴极区有大量的OH －剩余，所以溶质为
NaOH 。

(2)电解饱和食盐水的离子反应为2Cl －＋2H 2O=====通电
H 2↑＋Cl 2↑＋2OH －。

(3)Cl 2与水反应：Cl 2＋H 2O
HCl ＋HClO ，增大HCl 的浓度使平衡逆向移动，减少Cl 2在水中的溶解，有利于Cl 2的逸出。

(4)①pH 调到11时(A 溶液为NaOH 溶液)，OH －与Mg 2＋结合生在Mg(OH)2。

②NH ＋4中的氮元素转变为N 2发生了氧化还原反应，根据除杂原则，不能引入新杂质，盐水的溶质是NaCl ，所以需要氧化剂Cl 2,2NH ＋4＋3Cl 2＋8OH －===N 2↑＋6Cl －＋8H 2O 。

③过程Ⅱ加碳酸钡引入了碳酸根和钡离子，所以会生成硫酸钡和碳酸钙沉淀，所以SO 2－4、Ca 2＋会被除去。

④由ClO －＋SO 2－3===Cl －＋SO 2－4，根据n (Na 2SO 3)＝n (NaClO)，可求出n (Na 2SO 3)，由n (NaClO)＝
m NaClO M NaClO ＝7.45×10－3×10
4g 74.5 g/mol ＝1mol 可知，m (Na 2SO 3)＝1mol×126 g/mol＋(5×10－3×104)g ＝176g ，
由此，不难得出至多添加10%的Na 2SO 3溶液反应为176×10－3÷10%＝1.76kg 。

[答案](1)NaOH
(2)2Cl －＋2H 2O ――→通电
H 2↑＋Cl 2↑＋2OH －
(3)Cl 2与水反应：Cl 2＋H 2O
HCl ＋HClO ，增大HCl 的浓度使平衡逆向移动，减少Cl 2在
水中的溶解，有利于Cl 2的逸出
(4)①Mg(OH)2
②2NH ＋4＋3Cl 2＋8OH ＋===N 2↑＋6Cl －＋8H 2O
③SO 2－4、Ca 2＋ ④1.76
7．(2011·全国新课标，36)普通纸张的主要成分是纤维素。

在早期的纸张生产中，常采用纸张表面涂敷明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散，请回答下列问题：
(1)人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存。

经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是________；为了防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的化学(离子)方程式为________。

(2)为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：
①喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等。

这样操作产生的主要问题是________； ②喷洒 Zn(C 2H 5 )2。

Zn(C 2H 5 )2可以与水反应生成氧化锌和乙烷。

用化学(离子)方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理________、________。

(3)现代造纸工艺常用钛白粉(TiO 2)替代明矾。

钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿(主要成
分为FeTiO 3)为原料按下列过程进行的，请完成下列化学方程式： ① FeTiO 3＋ C ＋ Cl 2=====900℃
TiCl 4＋ FeCl 3＋ CO
② TiCl 4＋ O 2=====1000～1400℃
TiO 2＋ Cl 2
[解析](1)明矾中的Al 3＋水解使溶液显酸性，在酸性条件下纤维素水解；碳酸钙可与H ＋反应，从而防止纸张的酸性腐蚀。

(2)①纸张中的主要成分是纤维素，过量的碱同样可能会导致纤维素发生水解而被腐蚀。

②根据题给信息的描述，反应方程式为Zn(C 2H 5)2＋H 2O===ZnO ＋2C 2H 6↑，ZnO ＋2H ＋===Zn 2＋＋H 2O 。

(3)第①个方程式用化合价升降法配平，FeTiO 3中铁元素化合
价为＋2价，钛元素化合价为＋4价，2FeTiO 3＋6C ＋7Cl 2=====900℃
2TiCl 4＋2FeCl 3＋6CO ；第②个
方程式通过观察法就可以得出答案，TiCl 4＋O 2=====1 000～1 400℃
TiO 2＋2Cl 3。

[答案](1)明矾水解产生酸性环境，使纤维素水解，使高分子链断裂 CaCO 3＋2H ＋===Ca 2＋＋CO 2↑＋H 2O (2)①过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损。

②Zn(C 2H 5)2＋H 2O===ZnO ＋2C 2H 6↑ ZnO ＋2H ＋===Zn 2＋
＋H 2O (3)2,6,7,2,2,6 1,1,1,2
8．(2010·四川)四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。

用钛铁矿渣(主要成分为TiO 2、FeO 、Fe 2O 3、Ti 的最高化合价为＋4)作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：
请回答下列问题：
(1)硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是___________________。

(2)向滤液Ⅰ中加入铁粉，发生反应的离子方程式为：____________________、____________________。

(3)在实际生产过程中，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH 达0.5，钛盐开始水解。

水解过程中不断通入高温水蒸汽，维持溶液沸腾一段时间，铁盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。

请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸汽的作用：__________________________。

过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐，________、________、________(填化学式)，减少废物排放。

(4)A可用于生产红色颜料(Fe2O3)，其方法是：556a kg A(摩尔质量为278g/mol)溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入336b kg A和112c kg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。

若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料__________________kg。

[解析]本题考查元素化合物知识、盐类水解知识和工艺流程分析能力。

该工艺流程过程是：用酸溶解钛铁矿渣为Ti4＋、Fe2＋和Fe3＋盐。

滤去矿渣得滤液Ⅰ→加入过量铁粉，滤液中的Fe3＋被还原为Fe2＋，消耗溶液中的H＋，过滤得滤液Ⅱ→降温、过滤后得到绿矾和滤液Ⅲ→调整pH促进Ti4＋水解，过滤→滤液中的H＋、H2O和Fe2＋仍能循环使用。

(3)水解为吸热反应，高温水蒸气能够促进Ti4＋的水解。

(4)明确该制备过程的目的和作用，才能得出量的关系。

第一阶段FeSO4与NaOH恰好完全反应：FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2＋Na2SO4，鼓入空气后该部分的铁元素最终都转化为Fe2O3，则生成的Fe2O3的质量(m1)为：
2FeSO4·7H2O～4NaOH～Fe2O3
556 160
556akg m1
m1＝160akg
铁粉用于消耗溶液的酸性，根据题意在氧气作用下，最终加入的FeSO4和Fe，也转化为Fe2(SO4)3和Fe2O3。

根据铁元素守恒，可有如下转化关系：
6FeSO4·7H2O～2Fe2(SO4)3～Fe2O3
278×6160
3336bkg m2
m2＝320bkg
2Fe ～Fe2O3
112 160
112ckg m3
m3＝160ckg。

[答案](1)TiO2＋2H2SO4===Ti(SO4)2＋2H2O(或TiO2＋H2SO4=== TiOSO4＋H2O)
(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(3)加水促进钛盐水解，回执促进钛盐水解，降低H＋浓度促进钛盐水解H2O FeSO4H2SO4
(4)160a＋320b＋160c。